吳雪梅　張汐

摘 要：研究區(qū)位于西伯利亞板塊與華北板塊大陸邊緣增生和碰撞過渡區(qū)以及古亞洲洋構(gòu)造域與古太平洋構(gòu)造域疊加轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵部位，區(qū)內(nèi)巖漿巖分布廣泛。文章通過對達(dá)青牧場巖體地球化學(xué)分析，結(jié)合區(qū)域地質(zhì)背景，應(yīng)用巖石化學(xué)方法，通過主量元素、微量元素和稀土元素的含量分析，得出一些經(jīng)典圖解確定巖體構(gòu)造背景。主量元素分析表明巖體基性巖漿和酸性巖漿之間有過較強(qiáng)的物質(zhì)交換，指示巖漿混合作用的存在。巖體正長花崗巖3個樣品具高Si，富Al和Na，低Ca、Mg和Fe2O3，K2O/ Na2O值大于1，A/CNK值為1.34-1.49；輕重稀土元素分餾強(qiáng)烈，輕稀土富集，重稀土虧損，Eu 異常明顯，表明為偏鋁質(zhì)的高鉀鈣堿性A型花崗巖。在微量元素相關(guān)判別圖中，達(dá)青牧場巖體基本落入火山弧花崗巖（VAG）和同碰撞花崗巖（Syn-Colg）范圍，總體表現(xiàn)為與碰撞有關(guān)的島弧花崗巖，反映出花崗巖形成于俯沖帶的構(gòu)造環(huán)境。

關(guān)鍵詞：達(dá)青牧場；巖體；地球化學(xué)特征；構(gòu)造環(huán)境

1 地質(zhì)背景

研究區(qū)位于內(nèi)蒙古西烏珠穆沁旗境內(nèi)，北距西烏旗旗政府駐地巴拉嘎爾高勒鎮(zhèn)10公里。區(qū)域大地構(gòu)造位置處于西伯利亞板塊與華北板塊大陸邊緣增生和碰撞過渡區(qū)以及古亞洲洋構(gòu)造域與古太平洋構(gòu)造域疊加轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵部位（圖1）。

2 巖體地質(zhì)特征

巖體主要分布在達(dá)青牧場舊場部一帶，出露面積約51km2，呈不規(guī)則狀，巖體東部被晚二疊世花崗巖侵入，北部被上侏羅統(tǒng)火山巖不整合覆蓋，南部侵入錫林郭勒雜巖和晚石炭世石英閃長巖[1]。巖體巖性主要為正長花崗巖、二長花崗巖、石英閃長巖花崗閃長巖。

3 巖石地球化學(xué)特征

在本次研究中，總共采集了9個巖石地球化學(xué)樣品，樣品編號為PM101-4b1、PM101-5b1、PM101-6b1、PM101-11b1、PM101-12b1、PM101-17b1、PM101-19b1、PM101-23b1和PM101-25b1，送至河北區(qū)域地質(zhì)調(diào)查研究所廊坊實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行測試。主量元素和微量元素分別采用XRF和ICP-MS儀器測試。主量元素精度優(yōu)于1%；微量分析采用酸溶法溶樣，用0.5ml高純度的HNO3和2.5ml高純度的HF在高壓下溶樣，用HNO3提取并稀釋定容后，在雙聚焦電感耦合等離子質(zhì)譜儀（ICP-MS）上進(jìn)行，分析精度優(yōu)于10%。巖石的分析數(shù)據(jù)見表1、表2和表3。

3.1 主量元素

主量元素分析結(jié)果及有關(guān)參數(shù)見表1，正長花崗巖（3個樣品）的SiO2介于74.20～78.52（wt%），Na2O+K2O值為7.12～8.93（wt%），K2O/Na2O為1.10～1.85，顯示了相對富鉀、低鈉的特征，屬鉀質(zhì)花崗巖。Al2O3含量為11.84～13.23（wt%），鋁飽和指數(shù)A/CNK為1.34～1.48，屬過鋁質(zhì)花崗巖類， Fe2O3含量在0.18～1.05%，MgO含量在0.12～0.50，變化較大。樣品在TAS侵入巖分類圖中全部落入亞堿性系列，屬花崗巖類（圖2）；在K2O-SiO2圖中，全部落入高鉀鈣堿性系列（圖3）。

花崗閃長巖（2個樣品）的SiO2介于70.16～73.06（wt%），Na2O+K2O值為6.57～7.25（wt%），K2O/Na2O為0.04～0.60，顯示了相對富鈉、低鉀的特征。Al2O3含量為14.12～14.45（wt%），鋁飽和指數(shù)A/CNK為1.58～1.70，屬過鋁質(zhì)花崗巖類，F(xiàn)e2O3含量在1.25～1.53%，MgO含量在0.45～1.12，變化較大。樣品在TAS侵入巖分類圖中全部落入亞堿性系列，屬花崗巖類和花崗閃長巖類（圖2）；在K2O-SiO2圖中，落入鈣堿性系列和低鉀（拉斑）系列（圖3）。

閃長巖和石英閃長巖（共3個樣品）的SiO2介于55.02～61.00（wt%），Na2O+K2O值為2.00～3.78（wt%），K2O/Na2O為0.25～0.38，顯示了相對富鈉、低鉀的特征。Al2O3含量為7.91～15.37（wt%），鋁飽和指數(shù)A/CNK為0.67～1.37， Fe2O3含量在2.02～2.65%，變化不大，MgO含量在4.24～12.50，變化較大。樣品在TAS侵入巖分類圖中全部落入亞堿性系列，屬閃長巖和輝長閃長巖類（圖2）；在K2O-SiO2圖中，落入鈣堿性系列和低鉀（拉斑）系列（圖3）。

石英閃長巖（1個樣品）的SiO2含量為46.54（wt%），Na2O+K2O值為3.31（wt%），K2O/Na2O為0.62，顯示了相對富鈉、低鉀的特征。Al2O3含量為16.73（wt%），鋁飽和指數(shù)A/CNK為1.23， Fe2O3含量為3.77，MgO含量為8.62。樣品在TAS侵入巖分類圖中介于堿性和亞堿性系列之間（圖2）；在K2O-SiO2圖中，落入高鉀鈣堿性系列（圖3）。

3.2 稀土元素

稀土元素分析結(jié)果見表2，球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化圖中除PM101-12YQ1（淺肉紅色粗中粒正長花崗巖）與其他幾組數(shù)據(jù)差距較大之外，標(biāo)準(zhǔn)化曲線總體呈平行分布，形態(tài)特征比較相似（圖4）表明數(shù)據(jù)一致性較好。

從9個樣品的數(shù)據(jù)來看，巖體稀土元素總量介于14.82～130.67μg/g之間。輕稀土介于13.17～114.28μg/g之間，LREE/HREE比值變化范圍4.70～7.96之間，反映出輕稀土富集的特征。稀土元素分餾明顯，（LaN/YbN）介于3.56～8.49之間。稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化配分圖呈明顯的右傾型，輕稀土傾斜度較大，而重稀土較平緩，說明輕稀土元素分餾程度明顯高于重稀土元素。除PM101-12YQ1（淺肉紅色粗中粒正長花崗巖）之外，銪異常值（δEu）變化于0.24～1.02之間，反映出Eu具有負(fù)異常的特征，而PM101-12YQ1（淺肉紅色粗中粒正長花崗巖）的銪異常值（δEu）為3.75，反應(yīng)出嚴(yán)重的Eu正異常的特征。

3.3 微量元素

微量元素分析結(jié)果見表3，由微量元素比值蛛網(wǎng)圖（圖5）可以看出，樣品不相容元素富集，特別是強(qiáng)不容元素 Rb、Th 等富集程度較高，虧損高場強(qiáng)元素Nb、Sr、Hf等。正長花崗巖虧損Ba、Nb、和Sr等，富集Rb、Th、Zr等。花崗閃長巖和閃長巖則都表現(xiàn)Ba、Nb、和Hf不同程度的虧損，La、Zr、Sm等不同程度的富集。相比之下，正長花崗巖表現(xiàn)出更強(qiáng)的Ba、Nb、和Sr的虧損。

4 構(gòu)造環(huán)境討論

由于中亞造山帶具有多階段增生、縫合的特點(diǎn)[2]，前人依據(jù)不同的構(gòu)造演化模型有不同的認(rèn)識。有的學(xué)者認(rèn)為，古亞洲洋在中古生代就已經(jīng)閉合，石炭-二疊紀(jì)區(qū)域上發(fā)育廣泛裂谷活動[3]，西烏旗地區(qū)該時代花崗巖侵入到變形的錫林郭勒雜巖中，形成于華北板塊與西伯利亞板塊碰撞后的大陸裂谷環(huán)境[4][5]。

在主量元素哈克圖解中（圖6），所有巖石樣品的TiO2、Al2O3、Fe2O3、MgO、CaO、P2O5、MnO和K2O均與SiO2均表現(xiàn)為較好的線性關(guān)系。其中K2O呈正相關(guān)，其余均為負(fù)相關(guān)性。即在該巖體的哈克圖解中，均接近線性趨勢。這些特征說明巖體可能為巖漿混合作用的演化趨勢，因?yàn)樵诜蛛x結(jié)晶作用過程中，由于受固溶體礦物晶出的影響，其演化線多為曲線而不是直線[6]。

巖體中不同巖石類型具有相似的稀土元素配分型式：較強(qiáng)的右傾式，輕重稀土元素分餾強(qiáng)烈，Eu具有負(fù)異常的特征，說明其具有同源性。而巖體中發(fā)育有暗色包體包體，這些特征指示基性巖漿和酸性巖漿之間有過較強(qiáng)的物質(zhì)交換，指示巖漿混合作用的存在。

從整體看，巖體中不同巖石類型之間微量元素具有一定的趨同性，說明基性巖漿和酸性巖漿之間有過較強(qiáng)的物質(zhì)平衡，是巖漿混合作用的記錄。

采用Pearce等（1984）和Harris（1986）的微量元素相關(guān)判別圖（圖7），研究區(qū)達(dá)青牧場巖體基本落入火山弧花崗巖（VAG）和同碰撞花崗巖（Syn-Colg）范圍，總體表現(xiàn)為與碰撞、有關(guān)的島弧花崗巖，反映出花崗巖形成于俯沖帶的構(gòu)造環(huán)境。

5 結(jié)束語

通過野外地質(zhì)調(diào)查和大量資料閱讀，結(jié)合研究區(qū)內(nèi)的構(gòu)造、巖漿巖等區(qū)域地質(zhì)背景，對內(nèi)蒙古西烏旗達(dá)青牧場巖體進(jìn)行了分析與研究，得出以下結(jié)論：

（1）在主量元素哈克圖解中，所有巖石樣品的TiO2、Al2O3、Fe2O3、MgO、CaO、P2O5、MnO和K2O均與SiO2均表現(xiàn)為較好的線性關(guān)系。這些特征說明巖體可能為巖漿混合作用的演化趨勢。不同巖石類型具有相似的稀土元素配分型式：較強(qiáng)的右傾式，輕重稀土元素分餾強(qiáng)烈，Eu具有負(fù)異常的特征，說明其具有同源性。而巖體中發(fā)育有暗色包體，這些特征指示基性巖漿和酸性巖漿之間有過較強(qiáng)的物質(zhì)交換，指示巖漿混合作用的存在。

（2）巖體正長花崗巖3個樣品具高Si，富Al和Na，低Ca、Mg和Fe2O3，K2O/Na2O值大于1，A/CNK值為1.34-1.49；輕重稀土元素分餾強(qiáng)烈，輕稀土富集，重稀土虧損，Eu異常明顯，表明為偏鋁質(zhì)的高鉀鈣堿性A型花崗巖。

（3）在微量元素相關(guān)判別圖，研究區(qū)達(dá)青牧場巖體基本落入火山弧花崗巖（VAG）和同碰撞花崗巖（Syn-Colg）范圍，總體表現(xiàn)為與碰撞有關(guān)的島弧花崗巖，反映出花崗巖形成于俯沖帶的構(gòu)造環(huán)境。

參考文獻(xiàn)

[1]內(nèi)蒙古自治區(qū)地質(zhì)局.西烏珠穆沁幅1：20萬區(qū)調(diào)幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報告[Z].1978.

[2]Sengor A M C，Natal'in B A，Burtman V S. Evolution of the Altaid tectonic collage and Paleozoic crustal growth in Eurasia[J].Nature，1993，364：209-307.

[3]唐克東.中朝板塊北側(cè)褶皺帶構(gòu)造演化及成礦規(guī)律[M].北京大學(xué)出版社，1989.

[4]鮑慶中，張長捷，吳之理，等.內(nèi)蒙古白音高勒地區(qū)石炭紀(jì)石英閃長巖SHRIMP鋯石U-Pb年代學(xué)及其意義[J].吉林大學(xué)學(xué)報（地球科學(xué)版），2007，37（1）：15-23.

[5]鮑慶中，張長捷，吳之理，等.內(nèi)蒙古東南部晚古生代裂谷區(qū)花崗質(zhì)巖石鋯石SHRIMP U-Pb定年及其地質(zhì)意義[J].中國地質(zhì)，2007，34（5）：790-798.

[6]周 若.花崗巖混合作用[J].地學(xué)前緣，1994，1（1-2）：87-97.